二维材料是从某些层状结构块体材料分离出来或其他方法制备的单原子（分子）或几个原子（分子）层,它们具有不同于同种块体材料的诸多新性质。如最受人们关注的MoS₂,它被制成二维材料后变成能隙约为1.8 eV直接带隙半导体,表现出完全不同于块体的光、电、磁和热等性能。电性能方面,目前已有不少人将MoS₂二维材料用于阻变存储器中,但有关其作用机理尚有争议,特别是有关2H相MoS₂纳米片的研究尚未见报道。本工作围绕2H相MoS₂纳米片,重点研究它在阻变存储器中的作用机制和调控方法。以下为本文的主要研究成果:1.Al/2H-MoS₂纳米片/ITO器件的初始状态为低阻态。在第一遍电压扫描中需要将正向扫描范围增加至5 V或6 V,初始状态的器件才会转变为高阻态。在第一遍扫描之后,Al/2H-MoS₂纳米片/ITO器件存在双极性电阻转变现象。在后续的电阻转变循环中,2H-MoS₂纳米片RRAM有着较低的操作电压（<1.1 V）,较高的开关比（>10³）和良好的数据保持性（>1000 s）,使其在非易失性随机存储器方面拥有可观的应用潜力。2.通过改变顶电极的大小和分析器件RESET参数分布,确认器件中存在导电细丝。通过X射线光电子能谱深度剖析,发现第一遍扫描后在使2H-MoS₂纳米片阻变层中氧含量增高的同时,也使Al顶电极和2H-MoS₂阻变层之间形成了氧富集层。在SET过程中氧离子向底电极方向迁移,使氧富集层中的铝离子被还原成金属铝,而阻变层顶部钼离子的价态也有所降低。在RESET过程中,氧离子向氧富集层方向迁移,使其中的金属铝和阻变层顶部的钼离子被氧化。氧离子迁移造成铝和钼元素价态变化,从而导致导电细丝的形成和断裂。Al/2H-MoS₂纳米片/ITO RRAM的电阻转变机制是化学价变价机制。3.在阻变层中混入氧化石墨烯（GO）会使2H-MoS₂纳米片阻变存储器的初始状态电阻升高,呈现高阻态。随着GO含量的升高,器件的擦除阈值电压和低阻态阻值基本不变,而写入阈值电压和高阻态阻值略有降低。当阻变层中GO含量达到50%时,2H-MoS₂纳米片-GO器件在第一遍扫描中不再需要较高的正偏压以实现初次RESET,并且保持了较低的操作电压（<0.9 V）和较高的开关比（约9×10²）。